专利名称：多油腔静压油膜厚度自动补偿装置及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及静压油膜技术，尤其是一种多油腔静压油膜厚度自动补偿装置及系统。
背景技术：
液体静压技术是在两个能够相对运动的平面或曲面间通入压力油，使两平面或曲面间产生油膜而分开，工作过程中，油膜压力随外载变化而变化，在不同工况下，都能保证平面或曲面间在液体摩擦状态下工作。目前静压技术被广泛应用于导轨、轴承等领域。液体静压技术中静压油膜的建立至关重要，油膜厚度直接关系到封油边液阻的大小，间接影响到供油系统的供油量、供油压力、泵功率及油腔压力的设计计算，所以在多油 腔静压支撑中，保证油膜厚度的一致性是非常必要的。在常规的多油腔静压系统中，如图I所示，该系统由一对相对运动的工件构成，其中用于承载的工件称为固定件1，用于施加载荷的工件称为刚性负载2，固定件I内部设有供油通道11，固定件I顶面挖设有多个与供油通道11连通的油腔12，油腔12周壁呈封闭状以封存一定量的静压油，固定件I顶面与刚性负载2接触，通过向供油通道11内通入静压油而在刚性负载2与固定件I顶面之间形成油膜，固定件I顶面和刚性负载2底面为静压油接触面，而多个油腔的油膜厚度的一致性受静压油接触面的加工精度、装配误差、使用状况等多方面因素的影响，为保证油膜厚度h和油膜厚度h2的一致性，常要求加工、装配、使用磨损、等累计误差e很小，甚至达到微米级，就对加工精度、装配精度、使用状况提出了更高的要求，从而使得加工困难、生产效率低，成本大，维修周期短，维修成本高，使用寿命短。为克服困难。
发明内容
本发明提供一种静压油膜厚度自动补偿装置及系统，用于克服现有技术中的缺陷，实现静压油接触面加工精度低、装配误差大、使用状况相对恶劣的多油腔静压系统中油膜厚度的一致性，而且维修简单、方便。本发明提供的静压油膜厚度自动补偿装置，该装置由缸体和能在液压油作用下在该缸体内上下移动且不脱离该缸体的活塞构成；其中所述缸体内设有顶端敞口且深度大于或等于活塞高度的内腔，所述活塞设在该内腔中；所述缸体上设有连通内腔或连通活塞与内腔围成的封闭空间的液压供油通道，缸体侧壁设有静压供油口，活塞顶面上设有至少一个周向封闭的油腔，活塞内部设有连通所述油腔与静压供油口的静压供油通道。本发明提供的多油腔静压油膜厚度自动补偿系统，该系统用于风电机组试验台，包括花键轴和花键套，所述花键套为分离结构，花键套由轴套和多个形成该花键套齿的配油块构成，所述配油块横截面呈扇形；其中配油块为上述的多油腔静压油膜自动补偿装置。本发明提供的静压油膜厚度自动补偿装置及系统，经静压供油口向静压供油通道内供油，通过油腔在活塞顶面与刚性负载之间形成油膜，为了保证油膜的均匀性和一致性，同时经液压供油通道向缸体的内腔中供油，使得活塞在内腔中上下移动且不脱离缸体，实现油膜厚度的自动补偿，从而保证多油膜厚度的一致性，保证载荷均匀分布，实现静压油接触面加工精度低、装配误差大、使用状况相对恶劣的多油腔静压系统中油膜厚度的一致性，而且维修简单、方便。
图I为现有技术多油腔静压油系统的结构示意图；图2为本发明实施例提供的多油腔静压油膜厚度自动补偿装置的结构示意图；图3为本发明实施例提供的多油腔静压油膜厚度自动补偿装置的原理示意图。·
具体实施例方式如图2所示，本实施例提供一种多油腔静压油膜厚度自动补偿装置，该装置由缸体4和能在液压油作用下在该缸体4内上下移动且不脱离该缸体4的活塞3构成；其中缸体4内设有顶端敞口且深度大于或等于活塞3高度的内腔41，活塞3设在该内腔41中；缸体4上设有连通内腔41或连通活塞3与内腔41围成的封闭空间的液压供油通道43，缸体4侧壁设有静压供油口 42，活塞3顶面上设有至少一个周向封闭的油腔12，活塞3内部设有连通油腔12与静压供油口 42的静压供油通道。作为优选实施方式，液压供油通道43设在缸体4底端并与内腔41连通，如图2、图3所示；除此之外，液压供油通道43也可设在缸体4的侧壁上。刚性负载2是静压系统中的载荷载体，当液压油供油系统、静压油供油系统都不供油工作的时候，刚性负载2与缸体4顶面贴合；当液压油供油系统工作，而静压油供油系统不工作的时候，液压油沿图2所示的纵向箭头方向通过液压供油通道43进入内腔41，刚性负载2与活塞3的油垫(在静压系统中独立承载的部分称为油垫，油垫具体由油腔12和封油边构成，封油边是指油腔12的周向封闭的边缘)贴合；当液压油供油系统、静压油供油系统都正常工作的时候，静压油沿图2所示的水平箭头方向进入静压供油口 42，经静压供油通道进入油腔12，刚性负载2与活塞3的油垫被静压油分离而形成油膜，油膜的厚度为h(如图3所示)。由于本发明提供的多油腔静压油膜厚度自动补偿装置中的活塞可在内腔内轴向上下运动，能自动补偿油膜厚度，系统中的加工、装配、使用磨损、等累计误差为E=H2-H1，因活塞可轴向移动，所以在工作时自动补偿误差，使油膜厚度保持一致为h;系统中允许的误差E取决于系统的结构参数，根据机构参数的不同设计，允许误差E可达到毫米级，甚至厘米级；解决以往方案由于加工、装配、使用磨损而造成的油膜厚度不一致的问题，大大改善了载荷分布的不均匀性。作为上述实施例的优选实施方式，静压供油通道由立向通道32、横向通道33和环状凹槽34构成，立向通道32顶端连通油腔12底端，立向通道32底端连通横向通道33 ;环状凹槽34连通横向通道33与静压供油口 42。方便加工。环状凹槽34的宽度大于静压供油口 42在垂直方向的尺寸。以保证在活塞上下移动的过程中始终能与静压供油口 42保持连通；并且这样设置环状凹槽34，当液压系统不工作时，活塞3的底面与缸体内腔41的底面接触，环状凹槽34垂直方向的最高位置要比静压供油口 42垂直方向的最低位置更高；并且当液压系统工作且活塞3运动到最高位置时，环状凹槽34垂直方向的最低位置要比静压供油口 42垂直方向的最高位置更低，这样可以确保静压供油系统始终能够正常运行。活塞3底面上或缸体内腔41底部设有至少一个凹槽，该凹槽与液压供油通道43连通。优选在活塞3底面上设有至少一个凹槽35。以增加活塞沉底时液压油与活塞3的接触面积，增加作用在活塞3上的推力，在液压油压力较小的情况下获得能够使活塞3在内腔41内向上移动的推力。内腔41周壁与活塞3周壁之间设有密封件5。密封件5用来密封分离静压油和液压油。密封件5设在密封槽内或者是其它具备动密封 功能的结构内，密封槽或具备动密封功能的结构可以和静压活塞作成一体，还可以和缸体作成一体，而且密封结构不限于图中的密封槽形式。密封件5可以为O形圈、骨架密封或其他密封件。优选地，包括多个独立的密封件，以实现较好的密封效果；在图2示出的具体实施例中，在活塞3的上端部和下端部处分别设置了密封件5，同时，环状凹槽34设置在这两个密封件5之间，这样既确保了静压供油的通畅，又保证了密封。本实施例还提供一种多油腔静压油膜厚度自动补偿系统，该系统特别用于风电机组试验台，包括花键轴和花键套，所述花键套为分离结构，花键套由轴套和多个形成该花键套齿的配油块构成，所述配油块横截面呈扇形；其中配油块为任意实施例的多油腔静压油膜厚度自动补偿装置。最后应说明的是以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
权利要求
1.一种多油腔静压油膜厚度自动补偿装置，其特征在于，该装置由缸体和能在液压油作用下在该缸体内上下移动且不脱离该缸体的活塞构成；其中所述缸体内设有顶端敞口且深度大于或等于活塞高度的内腔，所述活塞设在该内腔中；所述缸体上设有连通内腔或连通活塞与所述内腔围成的封闭空间的液压供油通道，缸体侧壁设有静压供油口，活塞顶面上设有至少一个周向封闭的油腔，活塞内部设有连通所述油腔与静压供油口的静压供油通道。
2.根据权利要求I所述的多油腔静压油膜厚度自动补偿装置，其特征在于，所述静压供油通道由立向通道、横向通道和环状凹槽构成，立向通道顶端连通所述油腔底端，立向通道底端连通横向通道；环状凹槽连通横向通道与静压供油口。
3.根据权利要求2所述的多油腔静压油膜厚度自动补偿装置，其特征在于，所述环状凹槽的宽度大于所述静压供油口垂直方向的尺寸。
4.根据权利要求2或3所述的多油腔静压油膜厚度自动补偿装置，其特征在于，当活塞处于最低处时，环状凹槽垂直方向的最高位置要比静压供油口垂直方向的最低位置更高，并且当活塞处于最高处时，环状凹槽垂直方向的最低位置要比静压供油口垂直方向的最高位置更低。
5.根据权利要求1-4任一所述的多油腔静压油膜厚度自动补偿装置，其特征在于，所述活塞底面上或缸体内腔底部设有至少一个凹槽，该凹槽与所述液压供油通道连通。
6.根据权利要求1-5任一所述的多油腔静压油膜厚度自动补偿装置，其特征在于，所述内腔周壁与活塞周壁之间设有密封件。
7.根据权利要求6所述的多油腔静压油膜厚度自动补偿装置，其特征在于，分别在靠近活塞上端部和下端部的位置设置密封件。
8.根据权利要求7所述的多油腔静压油膜厚度自动补偿装置，其特征在于，所述环状凹槽设置在所述两个密封件之间。
9.一种多油腔静压油膜厚度自动补偿系统,该系统用于风电机组试验台，包括花键轴和花键套，所述花键套为分离结构，花键套由轴套和多个形成该花键套齿的配油块构成，所述配油块横截面呈扇形；其中所述配油块为上述权利要求1-8任一所述的多油腔静压油膜自动补偿装置。
全文摘要
本发明公开了一种多油腔静压油膜厚度自动补偿装置及系统，该装置由缸体和能在液压油作用下在该缸体内上下移动且不脱离该缸体的活塞构成；其中所述缸体内设有顶端敞口且深度大于或等于活塞高度的内腔，所述活塞设在该内腔中；所述缸体上设有连通内腔或连通活塞与内腔围成的封闭空间的液压供油通道，缸体侧壁设有静压供油口，活塞顶面上设有至少一个周向封闭的油腔，活塞内部设有连通所述油腔与静压供油口的静压供油通道。在液压油和静压油的共同作用下，活塞可以进行轴向上下运动且不脱离缸体，实现油腔油膜厚度的自动补偿，从而保证多油腔油膜厚度的一致性，保证载荷均匀分布。
文档编号F16C32/06GK102777496SQ20121028288
公开日2012年11月14日 申请日期2012年8月9日 优先权日2012年8月9日
发明者刘国藩, 张芹, 毛俊杰, 马文勇 申请人:华锐风电科技(集团)股份有限公司